便攜式光離子化檢測器的研究與實現(xiàn).pdf

1、光離子化檢測器（Photoionization Detector簡稱PID）是利用光離子化技術(shù)來檢測特定的易揮發(fā)有機化合物（Volatile Organic Compounds簡稱VOC）濃度的，一種具有極高的靈敏度，廣泛用途的檢測器。其工作原理是當(dāng)被測物質(zhì)受到高于自身電離能量的紫外燈的照射時，會由于吸收了高能量光子的能量而被電離成帶電離子，帶電離子在外加電場的作用下會發(fā)生定向的移動形成電流，通過對電流大小的檢測便可以測得被測物質(zhì)的濃度

2、，從而提醒人們該濃度的物質(zhì)是不是對人體有害、超標(biāo)，起到保護人自身安全的目的。鑒于現(xiàn)代氣相色譜微型化的發(fā)展方向，檢測器也向便攜式，微型化的方向發(fā)展。光離子化檢測器由于其自身的優(yōu)勢越來越受到人們的青睞。
　　 本文首先全面闡述了的關(guān)于光離子化技術(shù)的理論成果，并且深入學(xué)習(xí)了微弱信號檢測系統(tǒng)及濾除噪聲的知識，結(jié)合自己對該領(lǐng)域發(fā)展?fàn)顩r的研究，提出了自己的設(shè)計方案。包括傳感器中的紫外燈的選擇、電離室的設(shè)計，I-V轉(zhuǎn)換電路、AD采樣及單片機控

3、制電路、紫外燈驅(qū)動及電離室極化電源、ARM信號處理機控制系統(tǒng)幾個部分。
　　 詳細(xì)的分析了光電離的相關(guān)理論，只有當(dāng)樣品池光程足夠短，樣品濃度足夠低的情況下，被測物質(zhì)的濃度才與產(chǎn)生的光離子化電流成線性關(guān)系，然后分析了傳感器對后續(xù)電路的影響。研究了紫外燈的驅(qū)動方式，最后決定采用Heraeus公司所生產(chǎn)的可射頻激發(fā)的PKR106-6型號紫外燈。圍繞紫外燈并且分析了影響檢測結(jié)果的所有因素，提出并設(shè)計了一種響應(yīng)快，氣密性好，反應(yīng)充分的電離

4、室結(jié)構(gòu)并在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了電離室周圍的相關(guān)驅(qū)動電路。
　　 待測的電流信號從電離室取出以后進(jìn)入自行設(shè)計的以AD549作為核心部件的I-V轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行電流電壓轉(zhuǎn)換并放大，轉(zhuǎn)換后的電壓信號可被放大108、109倍，我們對I-V電路進(jìn)行了反復(fù)的實驗，驗證其輸出達(dá)到了很好的效果。經(jīng)過轉(zhuǎn)換放大的電壓信號，進(jìn)入采樣電路，該電路是通過單片機控制AD7718芯片進(jìn)行采樣，將模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號。采樣后的信號需要進(jìn)入處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，本設(shè)計采用了